38 Adsorpsi  adalah  proses  dimana  satu  atau  lebih  unsur  pokok  dari  suatu
larutan  fluida  akan  lebih  terkonsentrasi  pada  permukaan  suatu  padatan  tertentu adsorben  [37].  Jadi  persentase  adsorpsi  adalah  suatu  ukuran  yang  digunakan
dalam proses adsorpsi untuk mengetahui seberapa banyak zat atau fluida gas atau cair  yang  telah  dijerap  oleh  padatan  adsorben.  Dari  grafik  terlihat  bahwa
persentase  adsorpsi    untuk  ion  logam  Zn  paling  besar  dan  ion  logam  Cd  paling kecil dimana penggunaan jumlah adsorben sebanyak 1,5 gram.
Sesuai dengan jenis – jenis ion logam yang telah dibahas sebelumnya maka
pembahasan untuk persentase adsorpsi juga demikian. Dari penelitian  yang telah dilakukan  bahwa  ion  logam  dengan  nomor  atom  terkecil  yaitu  Fe  memiliki
persentase  adsorpsi  sebesar  65,0435;  ion  logam  dengan  nomor  atom  sedang yaitu Zn memiliki persentase adsorpsi sebesar 70,0711 dan ion logam dengan
nomor atom besar yaitu Cd memiliki persentase adsorpsi sebesar 64,6667. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa interaksi adsorben dengan
ion logam  Fe, Cd dan  Zn memiliki gaya   ikatan difusi dan gaya intermolekuler. Maka  pada  persentase  adsorpsi  yang  diperoleh  seharusnya  persentase  adsorpsi
untuk  ion  logam  Fe  paling  besar  dan  untuk  ion  logam  Cd  paling  kecil.  Hal  ini kemungkinan  disebabkan  ukuran  dari  masing
–  masing  ion  logam  baik  Fe,  Zn dan  Cd  yang  sesuai  dengan  ukuran  pori  adsorben  dan  gaya  yang  bekerja  dalam
interaksi adsorben dan ion logam. Inilah yang mempengaruhi perbedaan dari nilai persentase adsorpsi yang diperoleh dari masing
– masing penjerapan ion logam.
4.4  PENENTUAN  KINETIKA  ADSORPSI  UNTUK  PENJERAPAN  ION LOGAM Cd, Fe DAN Zn
Penentuan  kinetika  adsorpsi  untuk  ion  logam  Cd  dapat  dilihat  pada gambar  4.7.  Gambar  4.7  merupakan  kurva  yang  menunjukkan  kinetika  adsorpsi
untuk  penjerapan  ion  logam  Cd.  Persamaan  kinetika  yang  dipilih  adalah persamaan  kinetika  untuk  penjerapan  ion  logam  Cd  disebabkan  nilai  R
2
yang diperoleh  lebih  mendekati  nilai  1  daripada  persamaan  kinetika  yang  lain.
Persamaan  dan  nilai  R
2
dari  berbagai  persamaan  kinetika  dapat  dilihat  pada tabel 4.6.
Penelitian yang dilakukan Nuryono [38],  penjerapan ion logam Zn II dan Cd  II  dengan  adsorben  abu  sekam  padi  yang  diaktifkan  diperoleh  persamaan
Universitas Sumatera Utara
39 kinetika  adsorpsi  yaitu  kinetika  adsorpsi  orde  satu  Lagergen.  Oleh  karena  itu,
dalam  penelitian  ini  akan  digunakan  persamaan  kinetika  orde  satu  Lagergen daripada  persamaan  kinetika  Bangham.  Persamaan  kinetika  Bangham  memiliki
nila R
2
yang lebih besar yaitu 0,8293. Namun persamaan kinetika Bangham tidak digunakan untuk mewakili penjerapan ion logam Cd.
Oleh karena itu, digunakan persamaan orde satu  Lagergen  untuk mewakili proses penjerapan logam Cd. Persamaan orde satu Lagergen ini memiliki nilai R
2
sebesar  0,7433  dengan  persamaan  y  =  -0,013  x  +  1,1168.  Dari  persamaan  ini diperoleh koefisien persamaan orde satu Lagergen sebesar 0,0299.
Gambar 4.7 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Orde Satu Lagergen untuk Penjerapan Ion Logam Cd
Tabel 4.6 Persamaan dan R
2
dari Beberapa Persamaan Kinetika pada Penjerapan Ion Logam Cd
Kinetika Persamaan
R
2
Orde Satu Lagergen y  = -0,013x + 1,1168
0,7433 k
1
= 0,0299 Orde dua
y  = -0,3291x + 17,202 0,0368
k   = 0,0063 Difusi intra partikel
y  = 1,11x + 3,2413 0,6896
k
i
= 1,11 Bangham
y  = 1,5163x – 3,3699
0,8293 k
m
= 0,9826 Elovich
y  = 3,5566x – 8,8368
0,6822 ɑ   = 0,2812  ß   = 0,2963
Langmuir-Hinshelwood y  = -0,0004x + 0,1066
0,2282 k
o
= 0,1066 k
1
= -0,0004
Penentuan  kinetika  adsorpsi  untuk  ion  logam  Fe  dapat  dilihat  pada gambar  4.8.  Gambar  4.8  merupakan  kurva  yang  menunjukkan  kinetika  adsorpsi
yang  digunakan  untuk  penjerapan  ion  logam  Fe  dengan  nilai  R
2
yang  diperoleh lebih mendekati nilai 1. Persamaan dan nilai R
2
dari berbagai persamaan kinetika adsorpsi dapat dilihat pada tabel 4.7.
y = -0,013x + 1,1168 R² = 0,7433
-1 -0,5
0,5 1
1,5
20 40
60 80
100 120
140
lo g q
e
- q
t
t
Universitas Sumatera Utara
40 Dari tabel 4.7 diperoleh bahwa dalam penjerapan ion logam Fe lebih sesuai
menggunakan  persamaan  kinetika  Bangham.  Hal  ini  disebabkan  nilai  R
2
yang diperoleh  sebesar  0,9508.  Dari  persamaan  kinetika  Bangham  diperoleh  nilai
koefisien persamaan Bangham sebesar 1,3818. Persamaan Bangham merupakan persamaan kinetika umum yang digunakan
untuk  mempelajari  tahap  waktu  terjadinya  adsorpsi  [25].  Dengan  demikian persamaan  Bangham  dapat  digunakan  untuk  mewakili  proses  penjerapan  ion
logam Fe dengan adsorben cangkang telur bebek.
Gambar 4.8 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Bangham untuk Penjerapan Ion Logam Fe
Tabel 4.7 Persamaan dan R
2
dari Beberapa Persamaan Kinetika pada Penjerapan Ion Logam Fe
Kinetika Persamaan
R
2
Orde Satu Lagergen y = -0,0112x + 0,9111
0,6912 k
1
= 0,0258 Orde dua
y = 0,0742x + 8,2369 0,0053
k   = 0,0007 Difusi intra partikel
y = 0,7393x – 1,4041
0,6760 k
i
= 0,7393 Bangham
y = 1,4373x – 3,2605
0,9508 k
m
= 1,3818 Elovich
y = 2,499x – 5,6087
0,7124 ɑ   = 0,2651  ß   = 0,4002
Langmuir-Hinshelwood y = -0,0008x + 0,1134
0,2365 k
o
= -0,1134 k
1
= -0,0008
Menurut  Nacera  [6],  penjerapan  ion  Fe  dengan  menggunakan  adsorben cangkang telur ayam pada konsetrasi awal 10 mgL memiliki persamaan kinetika
orde  dua  untuk  penjerapannya.  Hasil  penjerapan  ion  Fe  pada  penelitian  ini memiliki  fenomena  yang  berbeda  dengan  Nacera  [6].  Hal  ini  disebabkan
berbedanya  jenis  dari  adsorben  yang  digunakan  serta  konsentrasi  awalnya. Konsentrasi  awal  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  sebesar  12,5  ppm.  Jika
y = 1,4373x - 3,2605 R² = 0,9508
-3 -2
-2 -1
-1 1,5
3
lo g l
o g C
o
C
o
-q
t
log t
Universitas Sumatera Utara
41 ditinjau  dari  adsorbennya  maka  ada  perbedaan  kandungan  antara  cangkang  telur
ayam  dan  bebek.  Selain  itu,  pada  penelitian  Nacera  [8]  memiliki  variasi temperatur  yaitu  20
C  sampai  50 C  pada  proses  adsorpsinya.  Perbedaan
temperatur ini akan mempengaruhi jenis kinetika adsorpsi yang digunakan. Gambar 4.9 sampai dengan gambar 4.14 merupakan grafik kinetika adsorpsi
untuk ion logam Zn. Persamaan kinetika adsorpsi dan nilai R
2
dapat dilihat pada tabel 4.8. Akan tetapi, tidak ada persamaan kinetika adsorpsi  yang sesuai karena
nilai R
2
dari setiap persamaan tidak ada yang mendekati nilai 1. Menurut  penelitian  Nuryono  [39],  penjerapan  Zn  dan  Cd  memiliki
persamaan  kinetika  yang  sama  yaitu  persamaan  kinetika  orde  satu  Lagergen. Sedangkan  tidak  ada  persamaan  kinetika  adsorpsi  yang  sesuai  untuk  penjerapan
ion  logam  Zn  dalam  penelitian  ini.  Hal  ini  kemungkinan  disebabkan  karena ketidakseragaman  adsorben  yang  digunakan  dalam  penjerapan  ion  logam  Zn.
Dengan  ketidakseragaman  ini  membuat  ion  logam  yang  terjerap  ke  dalam adsorben  menjadi  tidak  konsisten.  Akan  tetapi  jika  dilihat  dari  nilai  R
2
yang diperoleh maka nilai R
2
yang tertinggi terdapat pada persamaan kinetika orde satu Lagergen.  Dengan  demikian  persamaan  kinetika  orde  satu  Lagergen  dapat
digunakan  untuk  mewakili  penjerapan  ion  logam  Zn  seperti  yang  digunakan dalam penelitian Nuryono [38].
Gambar 4.9 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Orde Satu Semu Lagergen untuk Penjerapan Ion Logam Zn
y = -0,0106x + 0,5392 R² = 0,566
-1,5 -1
-0,5 0,5
1
20 40
60 80
100 120
140
lo g q
e
- q
t
t
Universitas Sumatera Utara
42 Tabel 4.8 Persamaan dan R
2
dari Beberapa Persamaan Kinetika pada Penjerapan Ion Logam Zn
Kinetika Persamaan
R
2
Orde satu Lagergen y = -0,0106x + 0,5392
0,5660 k
1
= 0,0244 Orde dua
y = 0,2990x + 7,2774 0,2295
k   = 0,0123 Difusi intra partikel
y = 0,5890x – 1,1657
0,3358 k
i
= 0,5890 Bangham
y = 0,9644x – 2,2399
0,3794 k
m
= 13,2554 Elovich
y = 1,8470x – 1,6780
0,3390 ɑ   = 0,5414
ß  = 0,7446 Langmuir-Hinshelwood
y = -0,0002x + 0,1167 0,3653
k
o
= 0,1167 k
1
= -0,0002
Gambar 4.10 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Orde Dua untuk Penjerapan Ion Logam Zn
Gambar 4.11 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Difusi Intra Partikel untuk Penjerapan Ion Logam Zn
y = 0,299x + 7,2774 R² = 0,2295
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
10 20
30
t q
t
tq
e
y = 0,589x + 1,1657 R² = 0,3358
1 2
3 4
5 6
7 8
9
2 4
6 8
10 12
14
q
t
t
0,5
Universitas Sumatera Utara
43 Gambar 4.12 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Bangham untuk Penjerapan
Ion Logam Zn
Gambar 4.13 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Elovich untuk Penjerapan Ion Logam Zn
y = 0,9644x - 2,2399 R² = 0,3794
-3 -2
-2 -1
-1 1
2 3
lo g l
o g C
o
C
o
-q
t
log t
y = 1,847x - 1,678 R² = 0,339
1 2
3 4
5 6
7 8
9
2 3
4 5
q
t
ln t
Universitas Sumatera Utara
44 Gambar 4.14 Grafik Kinetika Adsorpsi Persamaan Langmuir
– Hinshelwood untuk Penjerapan Ion Logam Zn
4.5  PENENTUAN ISOTHERM